Obtención y caracterización de nanoparticulas de celulosa para la industria alimentaria

DI GIOGIO, LUCIANA; PABLO SALGADO; ADRIANA N MAURI

Cordoba

Congreso; VII Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CICYTAC 2018); 2018

UNC

En los últimos años, ha crecido el interés en la obtención de nanopartículas a partir de polisacáridos, especialmente celulosa, dada su biodegradabilidad, fácil obtención, bajo costo y no toxicidad. Estas nanopartículas podrían ser utilizadas por la industria alimentaria como estabilizantes, ingredientes funcionales y nuevos aditivos para incorporar a los envases alimentarios El objetivo de este trabajo fue obtener y caracterizar nanopartículas de celulosa (NC) diferentes en cuanto a su cristalinidad, tamaño y morfología a partir de fibras de formio, empleando diferentes metodologías: hidrólisis acida y tratamientos mecánicos. Las fibras de formio (Phormium tenax) se cortaron, se trataron con álcali (NaOH 1N, 80°C), se blanquearon (H2O2 4% v/v, 80°C), se lavaron con agua y se secaron a 80ºC. Estas fibras se sometieron a distintos tratamientos: i) hidrólisis ácida con H2SO4 (c) durante 120 minutos a 45°C y posterior lavado de la suspensión hasta neutralidad, diálisis, sonicacion y almacenamiento en refrigeración hasta su utilización (procesamiento antes realizado a partir de celulosa microcristalina), ii) homogeneización mecánica sometiendo a dispersiones acuosas (2%p/v) a un refinamiento en un molino tipo PFI y posteriormente en un molinillo de fricción ultra-fina SuperMasscolloider (TM), iii) tratamiento enzimático con endoglucanasas, por 120 minutos a 50ºC y pH 5 y posterior tratamiento mecánico (ii), iv) tratamiento oxidativo con el reactivo 2,2,6,6- tetrametilpiperedina-1-oxil (TEMPO) por 120 minutos a 25°C y pH 10 y posterior tratamiento mecánico (ii). No fue posible obtener los nanocristales de celulosa (NCC) a partir de las fibras de formio, ya que las fibras se carbonizaron durante el proceso de hidrolisis (se lograron obtener trabajando con celulosa microcristalina). Sí fue posible obtener nanofibras a partir de las fibras de formio tratadas y modificadas por homogeneización mecánica. Todas las fibras presentaron dimensiones nanometricas menores a 10 nm, siendo las de tratamiento oxidativo (TQ) las de menor diámetro mientras que el largo de las fibras fue superior a 800 nm, excepto las de tratamiento enzimático (TE) que presentaron valores de 400 nm aproximadamente según su análisis por microscopía de fuerza atómica. El índice de cristalinidad por DRX fue entre 55 y 60%. Al medir el potencial Z se observó que las nanofibras por tratamiento oxidativo tenían una carga superficial negativa por los tratamientos realizados mientras que las dos restantes no presentaron carga. Por FTIR se pudo analizar además que a partir del tratamiento oxidativo de las fibras, aumenta la cantidad de grupos carboxilos (pico a 1700 cm-1) lo cual evidencia la efectividad del proceso. Estas nanopartículas podrían utilizarse para distintas finalidades según las características fisicoquímcas que poseen, por ejemplo las que tienen mayor longitud (TM y TQ) podrían ser útiles como refuerzo de materiales; mientras que las que pueden tener carga superficial (TQ) podrían ser promisorias como agentes emulsificantes.